【具體實(shí)施方式】
[0032] 參照圖1、2,本發(fā)明采用的主體裝置是燃燒室1，由不誘鋼制成，容積約 80ml±10ml，經(jīng)耐45MI^a水壓試驗(yàn)應(yīng)合格。在燃燒室1側(cè)壁上開有測試壓力和測試光強(qiáng)的 孔，分別安裝壓力傳感器7和光電傳感器12。壓力傳感器7采用型號為CYG41000,量程為 0~30MI^a的壓力變送器；光電傳感器12采用紅外波段的光電倍增管，0~10V直流輸出。 燃燒室1下部開有進(jìn)氣口 13,進(jìn)氣口 13用不誘鋼管道與增壓累14和高壓氣瓶15連接，增壓 累14選用HN100高壓氮?dú)庠鰤簷C(jī)，高壓氣瓶15選用高壓氮?dú)馄浚瑲馄繅毫Γ?3. 5 + 0. 5MPa， 純度；99. 5%。燃燒室1頂部為氣體出口，出口處安裝有過濾網(wǎng)16,延氣流方向連接高 壓電磁閥17和排氣量調(diào)節(jié)器18。過濾網(wǎng)16為不誘鋼制，網(wǎng)孔直徑不大于200ym;高壓電 磁閥17采用德國Pumason公司GYB091459X型開關(guān)式電磁閥，排氣量調(diào)節(jié)器18為一組不誘 鋼制的環(huán)片，環(huán)孔直徑可W在0. 5~10mm之間選擇。測試樣品3置于燃燒室1內(nèi)，樣品上 端點(diǎn)火電熱絲10與燃燒室1外部的點(diǎn)火電源11連接。點(diǎn)火電熱絲10采用鑲銘材料，直徑 0. 5mm。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6連接了增壓累14、點(diǎn)火電源11、壓力傳感器7、光電傳感器12 和高壓電磁閥17,用于控制增壓累14的開啟、點(diǎn)火電源11的激勵和高壓電磁閥17的開啟 與關(guān)閉，同時采集壓力傳感器7和光電傳感器12的壓力和光強(qiáng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0033] 實(shí)驗(yàn)步驟；
[0034] 1、將測試樣品3制成直徑為7mm，高15mm的圓柱形。
[0035] 2、在測試樣品3上端連接好點(diǎn)火電熱絲10,裝樣品于燃燒室1內(nèi)，密封。
[0036] 3、用酒精棉球清潔光電傳感器12的感光頭，然后安裝在燃燒室1的側(cè)壁，確保密 封。
[0037] 4、選取排氣量調(diào)節(jié)器18的環(huán)片并安裝好。
[003引 5、打開數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6操作界面，設(shè)置好初始壓力P。、壓力上升口限值（通常 為Pa+0. 5MPa)和數(shù)據(jù)采集速度（通常為50kHz)。
[0039] 6、打開高壓氣瓶15,數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6啟動增壓累14為燃燒室1內(nèi)充氣，壓力 傳感器7檢測到燃燒室1壓力達(dá)到設(shè)定值P。，增壓累14自動停止。
[0040] 7、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6啟動點(diǎn)火電源11，同時開始數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)火電熱絲10發(fā)熱 后點(diǎn)燃測試樣品3,測試樣品3燃燒產(chǎn)生的氣體使燃燒室1內(nèi)壓力上升至口限值，數(shù)據(jù)采集 控制系統(tǒng)6令高壓電磁閥17自動打開，通過排氣流量器18排氣，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6記錄 下整個過程的壓力一時間曲線和光強(qiáng)一時間曲線。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后高壓電磁閥17自動關(guān) 閉。
[0041] 8、對照壓力一時間曲線和光強(qiáng)一時間曲線，辨識測試樣品3是否焰滅、焰滅時的 壓力等信息。
[0042]9、計算本次實(shí)驗(yàn)的降壓速率
[0043] 10、取出殘余樣品并將燃燒室1內(nèi)壁清理干凈。
[0044] 11、根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若此降壓速率下樣品未焰火，則增大排氣量調(diào)節(jié)器18的 環(huán)片內(nèi)徑諾此降壓速率下樣品焰火，則減小排氣量調(diào)節(jié)器18的環(huán)片內(nèi)徑，其它條件不變， 重復(fù)步驟1~9再次實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過幾次實(shí)驗(yàn)可測得初始壓力為P。時，樣品焰火的臨界降壓速 率。
[0045] 例如將某改性雙基推進(jìn)劑制成直徑7mm，高15mm的圓柱形樣品，固定在樣品支架 上，樣品上端接好點(diǎn)火電熱絲10,置于燃燒室1內(nèi)。選取排氣量調(diào)節(jié)器18環(huán)片孔徑為5mm 并安裝好。設(shè)置初始壓力P〇為24MPa、壓力上升口限值為24. 5MPa、采樣率為50曲Z。啟動 增壓累14給燃燒室1內(nèi)充壓至24MPa，增壓累14停止。啟動點(diǎn)火電源11接通點(diǎn)火電熱絲 10點(diǎn)燃雙基推進(jìn)劑樣品，燃?xì)馐谷紵?內(nèi)壓力上升至24. 5MPa，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6令高 壓電磁閥17打開，通過排氣流量器18排氣。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)6進(jìn)行壓力和光強(qiáng)數(shù)據(jù)的 采集，并在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后控制高壓電磁閥17自動關(guān)閉。圖3為該實(shí)驗(yàn)過程的壓力一時間 曲線和光強(qiáng)一時間曲線。對壓力一時間曲線計算得到本次實(shí)驗(yàn)的降壓速率v= 1873MPa/ s;對照壓力一時間曲線和光強(qiáng)一時間曲線得到：雙基推進(jìn)劑樣品在24. 06MPa被點(diǎn)燃，壓力 下降過程中雙基推進(jìn)劑樣品沒有焰滅。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要使雙基推進(jìn)劑樣品燃燒焰火， 需要更快的降壓速率，因此選取更大孔徑的排氣量調(diào)節(jié)器18,其它條件不變，進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn) 后測得該雙基推進(jìn)劑樣品在24MI^a下焰火的最小降壓速率為2640MPa/s，焰火臨界壓強(qiáng)為 1. 5MPa〇
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固體推進(jìn)劑熄火的臨界降壓速率測試方法，其特征在于所采用的設(shè)備包括燃燒 室[1]、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]、壓力傳感器[7]、點(diǎn)火電熱絲[10]、點(diǎn)火電源[11]、光電傳 感器[12]、進(jìn)氣口 [13]、氣體增壓泵[14]、高壓氣瓶[15]、過濾網(wǎng)[16]、高壓電磁閥[17]、 排氣量調(diào)節(jié)器[18];燃燒室[1] 一側(cè)裝有壓力傳感器[7]，另一側(cè)裝有光電傳感器[12]，分 別與數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]連接；燃燒室[1]內(nèi)園柱狀測試樣品[3]的上端有點(diǎn)火電熱絲 [10]，點(diǎn)火電熱絲[10]與燃燒室外部的點(diǎn)火電源[11]連接，點(diǎn)火電源[11]與數(shù)據(jù)采集控 制系統(tǒng)[6]相連接；在燃燒室[1]的頂部還連接有高壓電磁閥[17]和排氣量調(diào)節(jié)器[18]， 其中燃燒室[1]與高壓開關(guān)電磁閥[17]之間有過濾網(wǎng)[16]，高壓開關(guān)電磁閥[17]與數(shù)據(jù) 采集控制系統(tǒng)[6]連接；燃燒室[1]還開有進(jìn)氣口 [13]，在進(jìn)氣口 [13]上通過管路依次連 接有增壓泵[14]和高壓氣瓶[15]，其中增壓泵[14]還和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]連接； 包括以下步驟： ⑴將測試樣品[3]制成直徑為7mm，高15mm的圓柱形； (2) 在測試樣品[3]上端連接好點(diǎn)火電熱絲[10]，裝樣品于燃燒室[1]內(nèi)，密封； (3) 用酒精棉球清潔光電傳感器[12]的感光頭，然后安裝在燃燒室[1]的側(cè)壁，確保密 封； (4) 選取排氣量調(diào)節(jié)器[18]的環(huán)片并安裝好； (5) 打開數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]操作界面，設(shè)置好初始壓力P。、壓力上升門限值和數(shù)據(jù) 采集速度； (6) 打開高壓氣瓶[15]，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]啟動增壓泵[14]為燃燒室[1]內(nèi)充氣， 壓力傳感器[7]檢測到燃燒室[1]壓力達(dá)到設(shè)定值匕，增壓泵[14]自動停止； ⑵數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]啟動點(diǎn)火電源[11]，同時開始數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)火電熱絲[10] 發(fā)熱后點(diǎn)燃測試樣品[3]，測試樣品[3]燃燒產(chǎn)生的氣體使燃燒室[1]內(nèi)壓力上升至門限 值，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)[6]令高壓電磁閥[17]自動打開，通過排氣流量器[18]排氣，數(shù)據(jù) 采集控制系統(tǒng)[6]記錄下整個過程的壓力一時間曲線和光強(qiáng)一時間曲線。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后 尚壓電磁閥[17]自動關(guān)閉； (8) 對照壓力一時間曲線和光強(qiáng)一時間曲線，辨識測試樣品[3]是否熄滅、熄滅時的壓 力等信息； (9) 利用壓力一時間曲線計算本次實(shí)驗(yàn)的降壓速率：(10) 取出殘余樣品并將燃燒室[1]清理干凈； (11) 根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若此降壓速率下樣品未熄火，則增大排氣量調(diào)節(jié)器[18]的環(huán) 片內(nèi)徑；若此降壓速率下樣品熄火，則減小排氣量調(diào)節(jié)器[18]的環(huán)片內(nèi)徑，其它條件不變， 重復(fù)步驟（1)~（9)再次實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過幾次實(shí)驗(yàn)可測得初始壓力為匕時，樣品熄火的臨界降 壓速率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑熄火的臨界降壓速率測試方法，其特征在于所述 步驟（5)中的壓力上升門限值為（PQ+0.5)MPa，所述的數(shù)據(jù)采集速度為50kHz。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑熄火的臨界降壓速率測試方法，其特征在于所述 的點(diǎn)火電熱絲[10]材料為鎳鉻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑熄火的臨界降壓速率測試方法，其特征在于所述 的排氣量調(diào)節(jié)器[18]的環(huán)片為不銹鋼制，內(nèi)徑0. 5mm~10_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固體推進(jìn)劑熄火的臨界降壓速率測試方法，包括以下步驟：以高壓氮?dú)馄繛闅庠?，通過增壓泵為燃燒室內(nèi)測試樣品提供初始壓力，點(diǎn)燃樣品后燃?xì)馐谷紵覂?nèi)壓力上升至門限值，高壓電磁閥打開，通過排氣量調(diào)節(jié)器排氣。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)記錄實(shí)驗(yàn)過程中燃燒室內(nèi)的壓力和光強(qiáng)變化，根據(jù)計算出的壓力下降速率以及樣品是否熄滅的情況，調(diào)整排氣量大小，再次實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)初始壓力波動大的問題，利用本發(fā)明的方法可以測試不同配方推進(jìn)劑在一定壓力下熄火的最小降壓速率，也可以測得一定條件下固體推進(jìn)劑的熄火臨界壓強(qiáng)，拓展了現(xiàn)有技術(shù)的測試范圍，可用于能量管理型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及火箭彈用固體推進(jìn)劑降壓熄火性能的測試。
【IPC分類】G01N31/12
【公開號】CN104950070
【申請?zhí)枴緾N201510411793
【發(fā)明人】王瑛, 陳雪莉, 張曉宏, 趙鳳起, 羅陽, 張麗涵, 高紅旭, 肖立柏, 李娜, 曲文剛
【申請人】西安近代化學(xué)研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月14日